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개에서 호기말 양압환기법이 간정맥혈 산소화에 미치는 영향

Title
개에서 호기말 양압환기법이 간정맥혈 산소화에 미치는 영향
Authors
김수미
Issue Date
1997
Department/Major
대학원 의학과
Publisher
이화여자대학교 대학원
Degree
Doctor
Abstract
Controlled ventilation with positive end-expiratory pressure(PEEP) is being used to improve arterial oxygenation in acute respiratory failure patients. But, PEEP decreases cardiac output and renal blood flow and changes splanchnic circulation. Reduction in cardiac output lowers hepatic blood flow and liver oxygen supply. Increase of intra-thoracic pressure causes increase in hepatic venous resistance which causes reduction in hepatic blood flow and congestion of abdominal organs due to increase in splanchnic blood volume. So PEEP can cause imbalance in liver oxygen uptake and supply and hepatic dysfunction in patients with liver injury or disease. The variables for measuring hepatic oxygen delivery are difficult to measure. Therefore hepatic venous oxygen saturation and tension are used as indicators of hepatic oxygen delivery. Effects of PEEP on hepatic oxygenation has been studied but, effects of removal of PEEP and the hemodynamic factors that influence hepatic oxygenation have not been studied yet. The purpose of this study is to evaluate the changes of hepatic venous oxygen saturation, tension and content during increase and removal of PEEP and to evaluate hemodynamic variable which has the greatest effect on hepatic oxygenation. After intubation, 8 dogs were anesthetised with 1.0 vol% of isoflurane, pancuronium and 100% oxygen. Left femoral artery was cannulated with 20G catheter for blood sampling and continuous blood pressure monitoring. Right femoral vein was cannulated with 7 French Swan-Ganz catheter for monitoring central venous pressure, pulmonary arterial pressure, pulmonary arterial occlusion pressure and cardiac output. Abdomen was opened and left hepatic vein was cannulated with 23G catheter for hepatic venous blood gas analysis. After 30 minutes of stabilization of vital signs, PEEP were increased from 0 cmH2O to 5 cmH2O and 10 cmH2O and lowered to 0 cmH2O again, and hemodynamic data (heart rate, systolic arterial blood pressure, diastolic arterial blood pressure, mean arterial blood pressure, central venous pressure, pulmonary arterial pressure, pulmonary arterial occlusion pressure and cardiac output) and hepatic venous oxygenation data (hepatic venous oxygen saturation, tension and content) were measured at each step. Cardiac output at 10 cmH2O PEEP decreased significantly compared with the baseline and 5 cmH2O PEEP and increased signicantly with removal of PEEP. Central venous pressure at 10 cmH2O PEEP increased significantly compared with the baseline and decreased signicantly with removal of PEEP. Heart rate at 10 cmH2O PEEP increased significantly compared with the baseline and decreased without significance with PEEP removal. Systolic arterial blood pressure, diastolic arterial blood pressure, mean arterial blood pressure, pulmonary arterial pressure, and pulmonary capillary wedge pressure did not change significantly with PEEP Hepatic venous oxygen saturation, tension, and content decreased significantly at PEEP 10 cmH2O compared to the baseline and 5 cmH2O PEEP and hepatic venous oxygen saturation and content increased signicantly with removal of PEEP. Hepatic venous oxygen tension increased without significance with removal of PEEP. Considering all steps of PEEP, there was close correlationship between PEEP and cardiac output and central venous pressure by simple linear regression analysis(r=0.75; p<0.05, r=0.67; p<0.05). Hepatic venous oxygen saturation and tension showed more close correlationship with cardiac output as compared with other hemodynamic variables(r=0.69; p<0.05, r=0.71; p<0.05). Hepatic venous oxygen content also showed correlationship with heart rate and mean arterial pressure(r=0.55; p<0.05, r=0.55; p<0.05). Considering PEEP removal, there was very close correlationship between PEEP and cardiac output and central venous pressure by simple linear regression analysis(r=0.95; p<0.05, r=0.86; p<0.05). There was close correlationship between cardiac output and hepatic venous oxygen saturation and tension by simple linear regression analysis(r=0.86; p<0.05, r=0.76; p<0.05). Multiple linear regression analysis showed the hemodynamic variable that has the greatest effect on hepatic venous oxygen saturation and tension was cardiac output. In conclusion, cardiac output, hepatic venous oxygen saturation, tension, and content decreased significantly with 10 cmH2O PEEP and cardiac output, hepatic venous oxygen saturation, and content increased significantly with PEEP removal. Cardiac output and hepatic venous oxygen saturation has close correlationship by simple linear regression analysis with removal of PEEP. This shows that recovery of hepatic venous oxygen saturation is dependent upon the recovery of cardiac output. Cardiac output is the hemodynamic factor with the greatest influence on hepatic oxygenation. Therefore, cardiac output maintenance is essential during the PEEP therapy for patients with liver injury or disease and, for more exact evaluation of hepatic oxygenation, it is valuable to monitor hepatic venous oxygen saturation. ; 호기말 양압환기법은 동맥혈 산소화를 호전시키기 위하여 호흡부전증 환자 관리에 유용한 방법이다. 그러나 호기말 양압환기법은 심박출량 감소와 신혈류량 감소를 초래하고 내장순환에 변화를 일으키는 등의 여러가지 합병증을 초래할 수 있으며 심박출량의 감소는 간혈류량의 감소와 간 산소공급의 장애를 초래할 수 있다. 또한 호기말 양압환기법에 의한 흉곽내압의 증가는 간혈관 저항을 증가시켜 간혈류량을 감소시킬 수 있고 내장혈량의 증가를 초래하여 복부장기의 울혈을 초래할 수 있다. 따라서 동맥혈의 산소화를 개선시키기 위하여 사용한 호기말 양압환기법이 간손상 환자에서 오히려 간의 산소공급과 산소소모의 불균형을 초래하여 간기능부전을 악화시킬 수 있다. 간 산소공급은 간동맥과 간문맥의 혈류량 및 산소함량을 측정하여 계산할 수 있으나 실제적인 측정이 어려우므로 본 논문에서는 간정맥혈 산소포화도 및 산소분압을 측정하여 간 산소공급의 지표로 사용하여 실험하였다. 현재까지 호기말 양압이 증가될 때에 간 산소화에 미치는 영향은 연구된 바있으나, 호기말 양압 제거가 간 산소화에 미치는 영향과 간 산소화에 어떤 요인이 어느 정도 영향을 미치는 가에 대한 연구는 아직 초기단계이다. 그러므로, 본 연구는 호기말 양압을 단계별로 증가시킨 후 혈역학적인 변화와 간정맥혈 산소포화도, 산소분압 및 산소함량의 변화를 관찰하고, 호기말 양압을 제거시킨 후에 동일한 변수의 변화를 관찰하여 어떤 혈역학적 변수가 간정맥혈 산소화에 영향을 미치는 가를 분석하는 데 그 목적이 있다. 한국산 잡견을 대상으로 기관내 삽관을 실시한 후 1.0 vol% isoflurane, 100% 산소 및 근육이완제등으로 전신 마취시킨 후에 지속적 동맥압 측정 및 동맥혈 가스분석을 실시하기 위하여 좌측 대퇴동맥에 20G 카테테르를 거치시키고, 중심정맥압, 폐동맥압, 폐동맥폐쇄압 및 심박출량을 측정하기 위하여 우측 대퇴정맥으로 7 french Swan-Ganz 카테테르를 삽입하여 폐동맥에 거치시킨 후에 개복하여 간정맥혈 가스분석을 실시하기 위하여 좌측 간정맥에 23G 카테테르를 삽입하였다. 실험 준비후에 실험동물의 활력징후를 30분간 안정상태로 유지시킨 후에 호기말 양압의 단계를 0 cmH2O, 5 cmH2O, 10 cmH2O, 다시 0 cmH2O로 변화시키면서 각 단계마다 심박수, 수축기 동맥압, 이완기 동맥압, 평균 동맥압, 중심정맥압, 폐동맥압, 폐동맥폐쇄압 및 심박출량 등의 혈역학적 수치와 간정맥혈 산소포화도, 산소분압 및 혈색소 농도를 측정하였고 간정맥혈 산소함량을 계산하였다. 혈역학적인 변화 중 심박출량은 10 cmH2O PEEP에서 대조치와 5 cmH2O PEEP에 비해 유의하게 감소하였으며 호기말 양압 제거시에 10 cmH2O PEEP에 비해 유의하게 증가하였다. 중심정맥압은 10 cmH2O PEEP에서 대조치에 비해 유의하게 증가하였으며 호기말 양압 제거시에 10 cmH2O PEEP에 비해 유의하게 감소하였다. 심박수는 10 cmH2O PEEP에서 대조치에 비해 유의하게 증가하였으며 호기말 양압 제거시에 10 cmH2O PEEP에 비해 감소하였다. 수축기 동맥압, 이완기 동맥압, 평균 동맥압, 폐동맥압 및 폐동맥폐쇄압 등은 유의한 변화가 없었다. 간정맥혈 산소포화도 및 산소함량은 10 cmH2O PEEP에서 대조치와 5 cmH2O PEEP에 비해 유의하게 감소하였으며 호기말 양압 제거시에 10 cmH2O PEEP에 비해 유의하게 증가하였다. 간정맥혈 산소분압은 10 cmH2O PEEP에서 대조치와 5 cmH2O PEEP에 비해 유의하게 감소하였으며 호기말 양압 제거시에 10 cmH2O PEEP에 비해 증가하였으나 통계학적인 의의는 없었다. 각 단계에서 측정한 심박출량과 중심정맥압은 단순 회귀분석에서 PEEP와 각각 r=0.75 (p<0.05) 및 r=0.67(p<0.05)의 관계가 성립되었으며 각 단계에서 측정한 간정맥혈 산소포화도, 산소분압 및 산소함량은 PEEP와 각각 r=0.47(p<0.05), r=0.40(p<0.05) 및 r=0.31 (p<0.05)의 관계를 나타내었다. 각 단계에서 측정한 심박출량과 간정맥혈 산소포화도와 산소분압 사이에 각각 r=0.69(p<0.05) 및 r=0.71(p<0.05)의 관계가 성립되었으며 심박수 및 평균 동맥압은 간정맥혈 산소함량과 각각 r=0.55(p<0.05) 및 r=0.55(p<0.05) 의 관계가 성립되었다. PEEP 제거시 측정한 심박출량과 중심정맥압은 단순 회귀분석에서 PEEP와 각각 r=0.95(p<0.05) 및 r=0.86(p<0.05)의 밀접한 관계가 성립되었고 PEEP 제거시에 측정한 심박출량과 간정맥 산소포화도 사이에 r=0.86(p<0.05)의 밀접한 관계가 성립되었으며 심박출량과 간정맥혈 산소분압 사이에 r=0.76(p<0.05)의 관계가 성립되었다. 다중 회귀분석에서 간정맥혈 산소포화도와 산소분압에 가장 영향을 미치는 혈역학적 요인은 심박출량으로 분석되었다. 이상의 결과로 보아 호기말 양압환기법은 심박출량, 간정맥혈 산소포화도, 산소분압 및 산소함량을 유의하게 감소시키며, 호기말 양압 제거시에는 심박출량, 간정맥혈 산소포화도 및 산소함량이 유의하게 증가하였다. 호기말 양압 제거시의 심박출량과 간정맥혈 산소포화도는 단순 회귀분석상에서 밀접한 관계가 성립되었으므로 호기말 양압 제거시 간정맥혈 산소포화도의 증가는 심박출량의 증가에 의존함을 알 수 있었다. 본 실험에서 간정맥혈 산소화에 가장 큰 영향을 미치는 혈역학적 요인은 심박출량으로 분석되었다. 그러므로, 간질환 및 간손상 환자의 호기말 양압환기시에는 심박출량의 유지가 중요하며 더 정확한 간 산소화의 감시를 위하여서는 간정맥혈 산소포=화도를 직접 측정하는 것이 바람직할 것으로 생각된다.
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